CN202134335U - 一种铁心接缝采用对接式的非晶配电变压器铁心 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种铁心接缝采用对接式的非晶配电变压器铁心，包括外非晶铁心、左非晶铁心和右非晶铁心，其中，左非晶铁心与右非晶铁心并列位于外非晶铁心的内部，左非晶铁心的一个臂与外非晶铁心的一个臂相邻，右非晶铁心的一个臂与外非晶铁心的另一个臂相邻。外非晶铁心、左非晶铁心、右非晶铁心上缠绕设置有若干层非晶带材，左非晶铁心、右非晶铁心上的带材厚度为26～30μm，外非晶铁心上的带材厚度为36～40μm。本实用新型结构简单，性能可靠，成本低廉，本实用新型铁心能有效消除因铁心内外环磁场分布不均所带来的弊端，有效地降低变压器铁心损耗和噪音。
Description
技术领域：
本实用新型涉及电机、变压器的部件制造技术领域，特别涉及一种铁心接缝采用对接式的非晶配电变压器铁心。
背景技术：
当前，世界能源日益紧张，节能降耗已经成为全社会共同关注与研究的课题。节能不仅是经济上的考虑，同时对减少环境污染也有重要意义，配电变压器作为配电网中使用最为广泛的设施，数量种类繁多，对节能减排有着重要意义，国家电网对此也非常重视。因此通过采用新技术、新设备、新工艺、新材料开发制造节能环保型配电变压器被提到工作日程上来，而用非晶合金带材制作铁心的非晶配电变压器，其空载损耗仅为普通硅钢变压器的75％左右，具有良好的节能效果，并且随着非晶带材的完全国产化和非晶合金铁心配电变压器制造技术的逐步完善，生产工艺水平的不断提高以及生产成本的下降，非晶合金配电变压器在我国电网中将具有较好的应用潜力。但非晶配电变压器制造成本较高，大约是普通硅钢配电变压器的1.3～1.5倍，从而在推广应用上受到了一定的限制，因此要提高其市场竞争力，尽快得以大量推广，就必须采取用新技术、新结构等措施，降低其制造成本，提高其性能。
目前非晶配电变压器铁心普遍采用的结构主要有三相五柱开口式卷铁心、三相三柱开口式卷铁心。三相五柱开口式卷铁心的铁心绕制相对比较简单，容易加工制作，目前采用较多，但因为有两个旁轭，存在磁通分布不对称现象，并且为三次谐波及零序分量提供了通路，所以￠3比较大，因此变压器连接组别中输入绕组必须采用Δ接，以便为三次谐波提供回路；此结构铁心上、下轭与旁轭内的磁通为芯柱内磁通的1/√3(0.577)，因此在实际运行中轭内的Bm应为柱内Bm的1.155倍，故在设计时铁心Bm取值不能超过1.35T，否则的话，轭内的Bm会达到饱和，使变压器的损耗与噪声剧 增，因此这种结构从某一程度上说限制了磁密的取高(按理Bm取到1.4～1.5T也是没问题的)；再者带旁轭的结构比不带旁轭的要费材料，因此此结构的经济性不是很好。而三相三柱开口式卷铁心与三相五柱式相比，此结构材料的利用率要高。但这种结构也有它固有的缺陷，铁心是由内2小环，外1大环构成的，铁心内环与外环因磁路长短不同，外环磁阻大于内环磁阻，磁场仿真发现内环磁通密度比外环要高出约10％左右。磁场的不均匀分布，造成了铁心损耗的增加，如果不采取合理的解决措施，为降低铁心损耗只能把磁密取低，这便会增加变压器的成本。另外目前采用的这两种铁心都是采取搭接接缝的方式，搭接接缝会使铁心搭接部增高，不仅加大铁心的重量，使变压器体积增加，浪费成本，而且对变压器噪音不利。因此目前采用的三相五柱开口式卷铁心或三相三柱开口式卷铁心在其结构上都存在着一些固有的缺陷，防碍了变压器成本与噪音的降低。
发明内容：
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，针对目前非晶配电变压器铁心结构上存在的不足，提供一种结构简单，性能可靠，成本更加经济的一种铁心接缝采用对接式的非晶配电变压器铁心，这种铁心的结构能消除因铁心内外环磁场分布不均所带来的弊端，能有效地降低变压器铁心损耗和噪音。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种铁心接缝采用对接式的非晶配电变压器铁心，包括外非晶铁心、左非晶铁心和右非晶铁心，其中，所述左非晶铁心与所述右非晶铁心并列位于所述外非晶铁心的内部，所述左非晶铁心的一个臂与所述外非晶铁心的一个臂相邻，所述右非晶铁心的一个臂与所述外非晶铁心的另一个臂相邻。
所述外非晶铁心、所述左非晶铁心、所述右非晶铁心上缠绕设置有若干层非晶带材，所述左非晶铁心、所述右非晶铁心上的非晶带材厚度为26～30μm，所述外非晶铁心上的非晶带材厚度为36～40μm。
所述外非晶铁心、所述左非晶铁心、所述右非晶铁心包括若干叠置在一起的非晶带材，所述非晶带材每20片为一组，所述若干组非晶带材通过铁心模具叠绕成环，铁心接缝部分位于铁心的轭部。接缝的部分整体形状为扇 形。
所述外非晶铁心、所述左非晶铁心、所述右非晶铁心接缝采用扇形对接的方式，不增加铁心接缝部位的高度。
本实用新型的优点为：结构简单，性能可靠，成本更加经济的非晶配电变压器铁心，这种铁心的结构能消除因铁心内外环磁场分布不均所带来的弊端，能有效地降低变压器铁心损耗和噪音，具体如下：
本实用新型采用不同厚度的非晶带材叠制的三相三柱式铁心结构，此结构在改善磁场与成本经济方面更具优势，内外环(内环为左非晶铁心和右非晶铁心，外环为外非晶铁心)采用不同厚度的带材叠制，明显改善了因内外环磁阻不同所致的磁场分布不均所带来的缺陷。因铁损与带材厚度的1/2次方成正比，非晶带材越薄铁损越小，而内环磁密较大，采用相对较薄的非晶带材可减小较高磁密所致的较大铁心损耗，外环磁密较低，采用较厚的非晶带材即可满足损耗要求，且厚薄的非晶带材搭配也可保证铁心的叠片系数基本保持不变。因此采用此方式可在满足变压器损耗要求的前提下适当提高铁心磁通密度，有效节省产品成本。
本实用新型铁心接缝采用对接的方式，可解决因接缝搭接所致的接缝部位厚度加大，铁心体积增加，变压器油箱与用油量增大等问题，使变压器的成本大大降低，同时铁心重量的减小亦可有效降低变压器的噪音。接缝采用扇形的方式，可使接缝部位尽量错开，能有效改善接缝处的磁场分布，减小磁通密度在此处的过度集中，既可降低变压器铁心损耗，又可降低变压器噪音。
附图说明：
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的左非晶铁心局部放大的接缝对接方式示意图。
附图标识：
1、外非晶铁心 2、左非晶铁心 3、右非晶铁心
4、非晶带材 5、扇形接缝区域 6、铁心窗口
具体实施方式：
下面结合附图，对本实用新型进行说明。
如图1-图2所示，图1为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型的左非晶铁心局部放大的接缝对接方式示意图。本实用新型包括外非晶铁心1、左非晶铁心2和右非晶铁心3，其中，左非晶铁心2与右非晶铁心3并列位于外非晶铁心1的内部，左非晶铁心2的一个臂与外非晶铁心1的一个臂相邻，右非晶铁心3的一个臂与外非晶铁心1的另一个臂相邻。外非晶铁心1、左非晶铁心2、右非晶铁心3上缠绕设置有若干层非晶带材4，左非晶铁心2、右非晶铁心3上的非晶带材厚度为26～30μm，外非晶铁心1上的非晶带材厚度为36～40μm。外非晶铁心1、左非晶铁心2、右非晶铁心3包括若干叠置在一起的非晶带材4，非晶带材4每20片为一组，若干组非晶带材4通过铁心模具叠置成环，铁心接缝部分位于环状铁心的轭部。接缝的部分整体形状为扇形-即图2所示的扇形接缝区域5。外非晶铁心1、左非晶铁心2、右非晶铁心3的铁心接缝均采用扇形对接的方式，不增加铁心接缝部位的高度。
本实用新型的铁心型式：采用不同厚度的非晶带材叠制的三相三柱式，内部为左非晶铁心和右非晶铁心并列，外非晶铁心套接于外，铁心内外环采用不同厚度的带材。左非晶铁心和右非晶铁心采用较薄的带材(厚度为26～30μm)绕制，外非晶铁心采用较厚的带材(厚度为36～40μm)绕制。
本实用新型铁心的叠制方式：铁心采用已定长度的非晶带材叠制的方式，每20片为一组；组间增量＝6.28*20*平均带厚，单位：mm；组数＝叠厚/(20*平均带厚)，用专用铁心模具叠制成环，再根据铁心图纸尺寸要求整成所需的形状，接缝部位位于铁心窗口6一端的轭部。
本实用新型铁心接缝方式：铁心接缝采用扇形对接的方式，不增加铁心接缝部位的高度。根据铁心窗口6宽度将铁心片分为若干单元，每一单元所包含铁心片的组数随着单元数的增加而增加，每组的接缝都呈阶梯状排列在铁心中，第一单元的n个接缝均匀分布在铁心窗口6下方，其他各单元的接缝依次累积在前一单元上，每个单元产生的接缝数量由内向外逐渐增加，使 接缝呈扇形分布，所有接缝均采用对接的方式。
利用本专利铁心结构设计的SH15-160/10非晶配电变压器与原三相三柱式SH15-160/10非晶配电变压器及三相五柱式SH15-160/10非晶配电变压器成本进行对比，在主要性能参数(空载损耗：100W；负载损耗：2200W)一定的前提下，三者的主材用量见下表1。
表1
通过对比可以看出采用本专利铁心结构设计的非晶配电变压器，在非晶铁心、变压器油、钢板等主材的用量上要比目前常用的结构的铁心设计的变压器减少了很多，从而在保证变压器性能不变的前提下节省了成本，同时变压器体积也缩小了，有效节约了占地面积。
具体实施例如下：
例1：以SH15-160/10非晶配电变压器为例，采用图1所示的铁心结构，左非晶铁心和右非晶铁心采用厚度为27μm的非晶带材，外非晶铁心采用厚度为38μm的非晶带材，铁心每20片为1组，铁心接缝采用扇形对接的方式，根据铁心窗口6尺寸将铁心片分为10个单元，第一单元为3组，第二单元为4组，第三单元为5组，依此类推......。
采用以上方式把铁心加工成型，铁心接缝处涂3M胶水，内外侧用硅钢片固牢，再按要求退火处理以后，制成成品变压器。利用空负载测试仪及噪音计测试其空负载及噪音特性，结果如下：空载损耗：97W；负载损耗：2165W，噪音：50dB。此变压器所用主材：铜：165Kg，非晶铁心：325Kg，变压器 油：270Kg，钢板：330Kg。
通过测试，结果表明此结构的铁心在保证空负载特性满足国标要求的前提下，成本比采用普通结构的三相三柱式铁心与三相五柱式铁心的变压器更经济，且变压器噪音较低。
例2：以SH15-160/10非晶配电变压器为例，采用图1所示的铁心结构，左非晶铁心和右非晶铁心采用厚度为29μm的非晶带材，外非晶铁心采用厚度为37μm的非晶带材，铁心每20片为1组，铁心接缝采用扇形对接的方式，根据铁心窗口6尺寸将铁心片分为9个单元，第一单元为4组，第二单元为5组，第三单元为6组，依此类推......。
采用以上方式把铁心加工成型，铁心接缝处涂3M胶水，内外侧用硅钢片固牢，再按要求退火处理以后，制成成品变压器。利用空负载测试仪及噪音计测试其空负载及噪音特性，结果如下：空载损耗：101W；负载损耗：2150W，噪音：48dB。此变压器所用主材：铜：163Kg，非晶铁心：330Kg，变压器油：265Kg，钢板：320Kg。
通过测试，结果表明此结构的铁心在保证空负载特性满足国标要求的前提下，成本比采用普通三相三柱式结构的铁心与三相五柱式结构的铁心的变压器更经济，且变压器噪音较低。
Claims (2)
1.一种铁心接缝采用对接式的非晶配电变压器铁心，包括外非晶铁心、左非晶铁心和右非晶铁心，其特征在于，所述左非晶铁心与所述右非晶铁心并列位于所述外非晶铁心的内部，所述左非晶铁心的一个臂与所述外非晶铁心的一个臂相邻，所述右非晶铁心的一个臂与所述外非晶铁心的另一个臂相邻。
2.根据权利要求1所述铁心接缝采用对接式的非晶配电变压器铁心，其特征在于，所述外非晶铁心、所述左非晶铁心、所述右非晶铁心上缠绕设置有若干层非晶带材，所述左非晶铁心、所述右非晶铁心上的非晶带材厚度为26～30μm，所述外非晶铁心上的非晶带材厚度为36～40μm。
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